建筑结构设计中的抗震设计浅析

建筑结构设计中的抗震设计浅析发表时间：2019-11-06T16:58:39.560Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年16期作者：邹莉[导读] 随着我国社会经济水平不断提高，我国现代城市化建设进程逐步加快，建筑工程的规模也逐渐扩大。

邹莉睢宁县建筑规划设计室江苏睢宁 221200摘要：随着我国社会经济水平不断提高，我国现代城市化建设进程逐步加快，建筑工程的规模也逐渐扩大。

而抗震设计作为建筑设计中的重点环节之一，对建筑使用过程中的安全性和稳定性有着直接关系。

要想降低地震对建筑的伤害，就需要在建筑结构设计过程中明确地震的危害、抗震设计基本要求以及抗震设计方法等，提高建筑的稳固性。

地质灾害的发生具有不可控性，但是如地震等灾害却严重的威胁着人们的生命安全和财产安全，所以，建筑结构的防震设计变得尤为重要。

地震强度是分等级的，往往等级越高，就对建筑结构的强度和柔韧度的要求越高。

据统计，高级地震对建筑结构的安全性和稳定性是极有挑战性的，为了保护人们的生命和财产，我们必须针对建筑物的整体结构和平面设计进行合理规划，一定要保证建筑物具有一定程度的抗震能力。

地震是一种常见的自然灾害，其危害程度较大，给国家和人民的生命财产造成了严重的损失。

但是，由于地震的性质，我们无法进行一个有效的预测，所以，增强建筑的抗震能力，减小地震的伤害是十分必要的。

我国目前建筑的抗震设计有所提高，但是还存在不足，本文主要对建筑结构设计中的抗震设计进行了简要的阐述。

关键词：建筑；结构设计；抗震设计引言地震是破坏性较强的自然灾害，不仅对社会基础设施、建筑工程有着很大的破坏性，还给人民群众日常工作生活带来了巨大的影响。

近年来，我国地震自然灾害频繁发生，给我国人民群众人身财产安全以及国家公共财产安全带来了很大的威胁。

因此，现代化城市发展建设进程中，为了更好地防治地震灾害，实际建筑工程结构设计工作中，务必要全面加强抗震设计工作，只有从根本上保证了工程结构设计的稳定性和稳固性，才能够在遇到地震灾害时对国家社会财产以及人民群众人身财产安全进行保护。

由此可见，加强建筑结构设计中的抗震设计工作至关重要。

1 结构抗震概念设计的重要性结构抗震概念设计是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。

如能利用合理的结构理论、结构抗震概念设计可使结构设计更趋合理，最大限度地减少或避免建筑物在地震中倒塌。

在建筑结构设计中，抗震设计的主要内容是设计人员通过以往地震中建筑倒塌的数量、情况等进行总结，并在此基础上结合当下的设计理念、建筑地的实际情况来进行趋于完善的抗震结构设计，使建筑能够抵抗一定烈度下的地震作用。

抗震设计的目标是为了保证人们的财产、生命安全等，为其提供更加稳定安全的生活环境。

因此，设计人员应当充分考虑地震作用，以便站在全局的角度完成抗震参数的选定，使建筑结构的外形、结构布置、构件参数等更有利于抗震设计，以完成抗震目标。

另外，在方案设计阶段，为了给建筑方案提供正确的概念和思路，需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念，选择安全与经济均能满足建设要求的结构方案。

2 建筑结构中抗震设计所存在的问题2.1 对于建筑结构抗震的设计概念问题的分析所谓的抗震以及防震的基本宗旨就是，在小震当中不裂，中震发生时可以修理，大震时不会连续倒塌。

因此，在进行建筑工程设计的时候，对于防震结构的设计成为了一个重点目标。

由于在现实生活中，当地震灾害真正发生时，其巨大的损伤能量是不可估量的，在建筑施工时用到的厚钢筋混泥土并不能完全抵御地震的巨大威力，在地震发生时，用钢筋混泥土组成的墙面并无法抵抗地震，在一定的情况下，还会劳民伤财，在地震的基础上施加给人们更大的伤害，使人们的损失更严重。

因此，面对地震的发生，完全硬碰硬的方案是不可实施的，但是以柔克刚又会使建筑在地震发生时，虽然会消耗一些地震的能量，但是容易发生形变，也不利于人们的生活。

所以，通过不断地研究和考察，针对房屋建筑的结构进行分析，在各建筑的一些关键部位，实行人工的干预抗震措施设计，并且在薄弱的位置进行有意的设置，进而减少震害，消耗掉地震的能量。

这些抗震措施成为抗震的概念设计，主要是作为建筑房屋的抗震中心指导思想。

2.2 不够重视建筑抗震的问题在这些年来，在大大小小的地震发生情况下，对与人们的人生安全以及财产造成了很大的损失，其中造成损失的大部分原因就是建筑房屋的抗震设计不科学完善。

除此之外，在进行建筑的抗震设计时，工作人员不够重视关于抗震的合理性和科学性的问题，这很容易在建筑中留下隐患。

所以，在进行建筑抗震设计的时候，要严格的按照规定和条款来进行，做好检验工作，才能更好的减少地震给人们带来的伤害。

2.3 建筑结构抗震设计验证问题在进行建筑结构的检验问题时，要充分的分析其有效性以及合理性，到目前为止，可以考虑的验证手段有三种，主要有建筑地震的反应检测；建筑抗震的模型试验；建筑的震害研究。

和机械以及航天工程相比，由于建筑结构的体型比较庞大，完成足尺的建筑结构抗震实验是不可能的完成的任务，所以，在一般情况都是采用建模来进行结构试验。

在这些年来，在国际上也举行了不少的各种类型的建筑抗震方面的结构试验，并且出现了许多用来检验抗震计算模型方面的模拟方法。

在这些措施进行之后，建筑的结构抗震设计的结构会存在一定的差异，这说明在一定程度上，需要在针对结构的抗震反应分析进行进一步的改善。

除此之外，抗震模型的尺寸以及建筑监控安装测试方面的设备没有得到普及，从而降低了建筑对地震灾害的预防和抵抗能力。

3 建筑结构设计中的抗震设计3.1 建筑结构抗震材料的选择针对建筑结构中抗震材料的选择问题，主要分析其承重材料，对于材料的塑性以及刚度进行充分的了解，同时，为了更好的确保建筑物的稳定性以及抗震性，要结合建筑施工地区的地震发生的历史资料，来选择比较合适的抗震材料。

选择材料时，应该从材料的高强、质轻以及结构之间的连接来着手，分析要达到建筑的抗震性能，所需要采用的建筑材料。

3.2 建筑场地的选择建筑场地的选择对抗震结构设计来说十分重要，且场地选择是抗震设计的首要工作，设计人员应当从以下几方面进行建筑场地的选择，以提高抗震设计效果：①建筑结构设计人员应当尽可能选择一些较为平坦、开阔的地点作为建筑场所，且要保证建筑地点的土地硬度及密度在合理的范围内，能够承受地上负载。

②避免在空山区、土质软、河岸等地进行建筑施工，由于上述地点土地的密度、坚硬度等不能够达到相关设计标准，进而不能够很好地抵抗地震带来的危害，因此，不能将上述地点考虑在建筑抗震结构设计中。

③不能将建筑地点选在易发生泥石流、滑坡等现象的地点，降低自然灾害对建筑整体的影响，进而降低地震对建筑的负面影响。

3.3 因地制宜选择合适的建筑结构形式建筑结构目前的形式主要都包括整体承载式钢结构、框架剪刀墙结构、钢结构、砖混结构以及框架结构。

这些建筑结构形式都具备抗震性能，只要合理并且高度与其结构形式相匹配，就可以达到抗震效果。

此外，在同等的条件下框架结构要与砖混结构共同使用，因为砖混结构的主体承重的材料为砖砌体，是容易破碎的建筑材料，抗震性能比较差，而框架结构模式是采用框架剪刀墙、钢结构及整体承载式轻钢结构。

目前钢结构建筑模式是发达国家住宅建设首选的建筑结构模式，据了解，在欧美等发达国家，钢结构住宅建筑模式已经发展到全部建筑总量的 65% 左右，在亚洲的日本钢结构住宅建筑模式占到 50% 左右。

在进行建筑结构选择的时候为什么要首选钢结构，其原因是因为除了钢结构易于施工、生产，还有极好的环保性能和可重复利用之外，最显著的就是其具有抗震防灾能力也是最主要的原因。

由于钢结构的材质抗剪、抗拉、抗压强度很高和延展性能极佳，使用寿命能达到百年以上，被建筑行业里普遍的认为是当前最适合的抗震性能建材，在地震多发的地区和国家应用十分广泛。

例如，在台湾地区经过多次地震，发现钢结构住宅建筑在地震中损坏的程度几率要远远低于钢筋混凝土住宅建筑，因此，台湾地区明令要求多层住宅建筑一律要使用钢结构建筑。

再如北京地区是Ⅷ度地震设防区属于地震断裂带，钢结构建筑模式也正在成为建筑潮流，在建设施工中的国家大剧院工程就是使用的全钢结构建筑模式。

3.4 合理设置抗震等级在进行建筑结构设计中应对抗震等级进行重点考虑，在确定建筑物抗震等级时，需要考虑建筑物的类型和建筑物的抗震烈度和建筑物所在场地等。

结合建筑物不同的使用功能可以将建筑物结构分成四类抗震设防类别，分别为甲、乙、丙、丁类，一般住宅与写字楼为丙类建筑。

3.5 设立多道抗震防线，增加安全系数在抗震设计过程中，可以根据实际情况适当增加抗震防线的数量，这样建筑物就有了多重抗震防线。

在实际工作中，如果使用的是纯框架结构，要先选择“强柱弱梁”型结构，如果是双重抗侧力体系，框架担当第一道防线，墙体或者支撑担当第二道防线。

结构设计应遵循规范中对框架承受地震倾覆力矩及楼层剪力的规定，这是对双重抗侧力体系的保证。

同时结构平面布置应避免结构刚度偏心过大，不利于抗震。

3.6 确定抗震结构体系抗震结构体系是抗震设计应考虑的首先问题，一个建筑结构设计方案的选取是否合理，对经济性和安全性起到决定性作用。

建筑结构体系应具备明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。

建筑结构应设有多道抗震防线，应避免因部分结构或构件被破坏而导致整个结构失去抗震能力或对重力荷载的承重能力。

建筑结构体系应具有必要的承重能力，消耗地震能量的能力和良好的变形能力。

在选择建筑结构体系时，要首先考虑建筑物刚度和场地条件的关系。

当建筑物自振周期和地基土的卓越周期一致时，容易产生共振而加重建筑物的震害。

选择结构体系时，要多注意选择合理的建筑基础形式。

建筑基础应要有足够的深度，对于建筑层数较多的住宅应设置地下室。

对于软弱地基应选择用箱形基础、筏片基础和选用桩基。

3.7 做好建筑空间布局设计对建筑空间布局进行合理设计对提高建筑结构的抗震性有着十分重要的促进作用，因此，在对建筑空间布局进行设计的过程中，设计人员可以从以下几方面入手：①考虑空间结构刚度和承载力的均匀。

在抗震设计中应当考虑到来自各个方向的作用力，从平面主轴出发，使其具有足够的刚度和稳定性，能够承受水平力的性能就越好。

②考虑空间结构的简单性。

建筑结构越复杂，在设计的过程中就需要考虑更多方面，在计算的过程中也会更加繁琐。

因此，设计人员在抗震设计时应当尽可能简化设计，减少可能会影响建筑抗震能力的因素，同时通过计算机技术全面加强抗震设计，保证建筑的稳定性。

③考虑空间结构的整体性。

抗震设计是一项整体性较强的工作，因此，设计人员应当将楼盖、建筑平面薄弱部位、竖向薄弱部位以及相应的底层结构有效结合到一起，使其在地震灾害的冲击下能够以整体的方式对抗地震产生的作用力，这样能够避免单一结构抗震性能低下而造成建筑整体崩塌的现象，在提高薄弱部位抗震性能的同时，提高了建筑整体结构的承载力和变形能力。